AC-DCコンバータについて

質問

1V以下の音声信号をレベルに応じた直流に変換するＩＣを探しています。
温度補正したものがあればなおよいのですが。

回答No.8

xpopo · ベストアンサー

回答NO.4です。回答NO.7の補足です。

ちょっと7777777vさんの下記のコメントを勘違いしてたかも知れません。

＞添付回路図を検討していますが温度対策が出来ていませんので、この回路を元に解決策をお願いします。

7777777vさんの添付された回路ですが、4580D　の出力に接続されたコンデンサ2つとダイオード2本からなる回路に問題があります。
　１）　この回路は交流信号をその振幅（０－ｐ）の2倍の値のDCに変換する機能になっています。　　　そうするとJFETのゲート電圧はかならずソース電圧（4580Dの反転入力に接続されている抵抗1kΩ側）より高くなってしまいます。結果FETは常にOFF状態になってしまいます。

　２）　入力信号振幅が１V以下だとダイオードの順方向電圧VFが大きな誤差要因になってしまいます。
　この場合はJFETのゲート電圧は入力信号の振幅のＯ－Ｐ値の2倍にはならず中途半端な値になる。

　３）　JFETのゲートにDC電圧が加わらない回路になっているのでJFETの制御は正しく行われない。

などの不具合があります。要は入力信号を整流してそのピークをDCに変換したいということですので私がNO.4の回答で添付したような回路が必要になると思います。

補足

毎回丁寧にありがとうございます。

私が添付した回路はイメージ的なもので、各定数の決定はこれから吟味します。
この回路こちらで実験した結果FETのゲートに与える電圧で利得が変動しました。
取り合えず電源を分圧して与えましたが、3Vの時はFET開放状態で0dB入力で出力0dB、0Vの時はFET短絡状態で-8dB入力で出力0dBを確認しました。
今後の課題はソース抵抗や増幅率を色々試してダイナミックレンジを広くしたいと思います。
この回路では0Vから3vの間で、飽和曲線を上手く使えているようです。
緩やかな飽和曲線のFETも探さなければいけません。

後は、温度補正が課題ですがよろしくお願いします。

行き詰まったときには、回答頂いた回路検討いたします。

回答No.9

rabbit_cat

音声信号程度の周波数の信号であれば、
AD/DA内臓のマイコンに直接入力して、デジタル処理→DA出力
というのが最も安く自由度が高く、かつ簡単な方策だったりします。。

お礼

目先を変えた発想でありがたく拝見しました。
ただマイコンとなると、発信機が必要だったり、設定端子やコントロール端子が非常に多くて、ブレッドボードで対応できるＩＣは皆無ではないかと・・・

回答No.7

xpopo

回答NO.4です。

＞今回の回路の条件は一定より大きい入力を制限して一定出力をします。
＞ご回答の回路では小さな信号が増幅されているでしょうか？
＞添付回路図を検討していますが温度対策が出来ていませんので、この回路を元に解決策をお願いします。

　この回路のゲインGは初段のOPアンプU1の入力抵抗R1と信号源の等価出力抵抗rg（提示した回路例ではR4とR8の並列合成抵抗rp（=R4×R8／（R4＋R8））およびR2から
　G=R2／（R1＋rp）=3.3k／(3.3k＋0.25k）=0.93
と計算できます。

　一応、提示した回路でご質問の「1V以下の音声信号をレベルに応じた直流に変換する」機能は実現出来てると思います。また、温度依存性も殆どありません。

　それから、補足ですが、今回の質問の「1V以下の音声信号をレベルに応じた直流に変換するＩＣ」を使った「オペアンプを単一電源で使いコンプレッサーもどきを作ろうとしています。」ということですがそれならば下記のようなIC：SA572DG,Programmable Analog Compandorを使えば簡単にできそうです。

　SA572DGのデータシート（　http://www.onsemi.jp/pub_link/Collateral/SA572-D.PDF　）の8ページの　Figure 7. Basic Compressor Schematic　がちょうどピッタリだと思います。このICはこちらで購入可能です。（http://jp.rs-online.com/web/p/compandors/0463385/?searchTerm=SA572&relevancy-data=636F3D3226696E3D4931384E4B6E6F776E41734D504E266C753D6A61266D6D3D6D61746368616C6C7061727469616C26706D3D5E5B5C772D5C2E2F252C5D2B2426706F3D313326736E3D592673743D4D414E5F504152545F4E554D424552267573743D53413537322677633D424F544826　）

補足

こちらは高額ですね、費用を掛けずに作りたいので添付の回路を検討いたします。
ありがとうございました。

回答No.6

P9000581

質問内容に矛盾がある気がします。
整理させてください。

＞だとすれば、カットオフ周波数が1～10Hzくらいの、ローパスフイルタを想像します。
＞・・・
これでは10Hz以上の周波数の音声では出力されないのではないでしょうか？

出力されてしまったら、ＤＣ出力ではないですよね？
ただのアンプ（増幅器）です。
質問の意図と離れるような気がします。

また、コンプレッサというのは、最大振幅を制限する、
クランプのような回路と考えていましたが、違うのでしょうか？
これはこれで、ＤＣ出力というのと噛合いません。

自動化すれば、昔良くあった、
ＡＧＣ（オートゲインコントロール）みたいなものですよね。
ＷＥＢに見本となる回路は、結構あると思います。

再度繰り返しますが、この手の増幅回路で、
気になるほどの発熱やそれに伴う信号の乱れは、
極めて小さいのが普通です。
これを完全に防ぐ回路を考えるより、
温度特性が良い部品を選定して採用した方が早いです。

回路的に完璧に押さえ込むのは至難の業ですし、
その回路が壊れたらどうなるか？
その回路の調整するとき（多分「ゼロ調整」が必要）はどうするのか？
などなど、ハードルが高いです。

長時間にわたる、積分により、温度ドリフトなどで、
出力が振り切ってしまうのを心配しているのでしょうか？
簡単にいえば、
出力をグランドに抵抗によって流し込むようにしてあれば、
問題は解決できます。
ぐっとハードルは低いです。

補足

丁寧な回答ありがとうございます。

>これでは10Hz以上の周波数の音声では出力されないのではないでしょうか？

>出力されてしまったら、ＤＣ出力ではないですよね？
>・・・
ローパスを掛けると高い周波数の音声のＤＣ成分が取れないと思います。

>クランプのような回路と考えていましたが、違うのでしょうか？
>これはこれで、ＤＣ出力というのと噛合いません。
>・・・
最終的にクランプのような回路を仕上げるのですが、先ずはコンプレスするための直流電圧を得ようとしています。

>再度繰り返しますが、この手の増幅回路で、
>気になるほどの発熱やそれに伴う信号の乱れは、
>極めて小さいのが普通です
>・・・
発熱ではなく、温度により半導体の特性が変わり直流電圧が不安定になる対策（相殺回路）を模索しています。

回答No.5

uruz

お探しのICは「RMS/DCコンバータ」になると思います。

●ANALOG DEVICES : AD736, AD737
±電源動作
http://www.analog.com/jp/special-linear-functions/rms-to-dc-converters/products/index.html

●LINEAR TECHNOLOGY : LTC1966, LTC1967
単一電源動作可能
http://parametric.linear-tech.co.jp/RMS-DC_Conversion

お礼

最適な情報ありがとうございました。
入手経路が今一ですが、検討します。

回答No.4

xpopo

質問がかなり漠然としてますし、動作がご希望のものかどうかは分かりませんがとりあえず回路図と動作波形を添付してみました。

　基本的なこの回路の動作は入力の交流信号（GNDを中心に振れている）を半波整流しその後ろにその信号のピークをなぞるエンベロープのピークホールド回路を接続しその出力に1次のローパスフィルタをつなぎ最後にボルテージフォロワで出力するという回路です。
　波形のエンベロープをなぞるスピードの時定数をattack time constantとrecovery time constantのそれぞれをC3、R3とC4、R7で設定します。
　添付の回路では一例として入力に50Hzと1kHzの同じ振幅（200mVo-p）の信号を混合して加えた時の動作を波形に表してあります。
　こんな感じの動作を考えてるのでしょうか？

お礼

xpopoさん、お手数をおかけしました。

今回の回路の条件は一定より大きい入力を制限して一定出力をします。
ご回答の回路では小さな信号が増幅されているでしょうか？
添付回路図を検討していますが温度対策が出来ていませんので、この回路を元に解決策をお願いします。

回答No.3

tadys

この質問だけでは漠然としすぎていて何をしたいのかが分かりません。

手段だけを質問したところで、あなたの望む回答は得られませんよ。

何をしたいのか、目的を示したほうが良い答えを得られる可能性が高いくなります。

補足

質問が悪くて申し訳ありません。
実は、オペアンプを単一電源で使いコンプレッサーもどきを作ろうとしています。
今回の質問は音声レベル検出に使うFET(2K30A)のゲートに送る直流電圧を得るためのものです。
又、FETはオペアンプの帰還回路に挿入します。
以上よろしくお願いします。

回答No.2

P9000581

抵抗とコンデンサを併用し、ローパスフイルタを構成することになると思います。

質問者の方の求めるものは、「音声レベルに応じた、直流電圧」みたいなものと想像します。
これは、「レベルメータ」を駆動する電圧、みたいなものではないでしょうか？

だとすれば、カットオフ周波数が1～10Hzくらいの、ローパスフイルタを想像します。

温度補正とくると、一気にハードルが上がりますね。
温度に対する性能が良い、高級高価な部品で作るしかないでしょう。
抵抗なら金属皮膜抵抗、コンデンサはフイルムコンデンサ程度であれば、
全体のバランスもそこそこのものになります。
（電源まで入れても１０００～１００００円の世界）

逆説的には、これ以上、強烈に高性能のものを求めた場合、
それに見合う、ソース、マイク、プリアンプなどが、
入手不可能か、天文学的な予算になるので、
現実的ではありません。
（更に逆に言えば、「恒温のエアコンの良く効いた部屋」で使う方が早道）

最終目的に対するアプローチと、道具のバランスを考えることになりますね。

蛇足ですが、最終的に、LEDのバーグラフなどを光らせるのであれば、
専用のLSIが昔はたくさんありましたから、探してみるのも一興です。

補足

回答ありがとうございます。
＞だとすれば、カットオフ周波数が1～10Hzくらいの、ローパスフイルタを想像します。
＞・・・
これでは10Hz以上の周波数の音声では出力されないのではないでしょうか？

＞温度補正とくると、一気にハードルが上がりますね。
＞・・・
ここで言う、温度補正とはダイオードやトランジスタの温度計数の相殺を問題にしています。

＞蛇足ですが、最終的に、LEDのバーグラフなどを光らせるのであれば
＞・・・
５や１０セグメントのＬＥＤドライバーは検討しましたが今回の目的にはつかえません。

回答No.1

shintaro-2

>1V以下の音声信号をレベルに応じた直流に変換するＩＣを探しています。

コンバータではなく、単にオペアンプに入れてDCバイアスを付加すればよいのでは？

出力として何が欲しいかを記載された方が、まともな回答が付くと思いますよ。

補足

ＡＣコンプレッサー的な回路が欲しいのですが、私は全くの素人ですので、回答いただいた
＞DCバイアスを付加すればよいのでは・・・
の回路が思いつきません、ちなみにオペアンプは4580DDを単一電源で使います。
ここは図のようなものは使えるのでしょうか？
よろしくお願いします。